10 อันดับการคาดการณ์ล่วงหน้าทางฟิสิกส์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ [บุคคลที่ 6]
Anomalous magnetic moment of the electron, by Julian Schwinger
[โมเมนต์แม่เหล็กที่ผิดปกติของอิเล็กตรอน, โดย จูเลียน ชวิงเกอร์]
คริสต์ศักราช 1949
Julian Schwinger นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอเมริกัน
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง Julian Schwinger นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอเมริกันได้ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีเรดาร์และท่อนำคลื่น ซึ่งเขาได้พัฒนาโดยใช้วิธีการคำนวณจาก Green’s function ซึ่งเป็นวิธีการแก้สมการอนุพันธ์เชิงซ้อนโดยการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ให้ง่ายกว่า โดยสามารถรวมผลลัพธ์ย่อยเข้าด้วยกันได้ เพื่อให้ผลลัพธ์รวมในท้ายที่สุด แม้ว่าในทางปฏิบัติจะซับซ้อนและแก้สมการให้เสร็จได้ยาก แต่ Schwinger เป็นผู้เชี่ยวชาญจึงทำให้แก้สมการได้อย่างง่ายดาย
หลังสงครามโลก Schwinger ได้พัฒนาทักษะการใช้ Green’s function ใน Quantum electrodynamics (QED) (ปฏิสัมพันธ์ของแสงกับอิเล็กตรอน) หลังจากผลงานของ Schrödinger กับ Paul Dirac ตีพิมพ์สู่สาธารณะ นักฟิสิกส์ทฤษฎีจำเป็นต้องมัดรวมเอาปฏิสัมพันธ์ตัวเองของควอนตัม, อิเล็กตรอนเชิงสัมพัทธ์, และสนามโฟตอนเพื่อให้ได้รายละเอียดเล็กๆน้อยๆจากพฤติกรรมของสิ่งเหล่านี้ แต่การคำนวณกลับให้ผลลัพธ์เป็นอนันต์สำหรับการวัดหาปริมาณอย่างมวลกับประจุ แต่ Schwinger นับว่าเป็นคนแรกที่เจาะผ่านสนามรบการคำนวณทางคณิตศาสตร์เชิงซับซ้อนนี้ได้โดยใช้ Green’s function เป็นตัวช่วยและผลงานของเขาที่ตีพิมพ์ในปี 1947 รู้จักกันในชื่อ first-order radiative correction ก่อนหน้านั้น แล้วกลายมาเป็นชื่อ “electron’s magnetic moment” (โมเม้นแม่เหล็กของอิเล็กตรอน) ในเวลาต่อมา จากนั้นทฤษฎีของเขาเดินทางมาถึงขั้นตอนสุดท้ายในผลงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 1949 ด้วยหน้ากระดาษที่เต็มไปด้วยสมการต่างๆที่ทำนายถึง first-order correction ว่า…
δμ = (α/2π)μ₀
โดยที่
α คือ ค่าคงที่โครงสร้างละเอียด หรือ ค่าคงที่ของซัมเมอร์เฟล (≈ 1/137)
μ₀ คือ โมเมนต์แม่เหล็กแบบดั้งเดิมของอิเล็กตรอน
ทิศทางของโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอน
ทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันว่าถูกต้องจากการทดลองและในปัจจุบันสัญลักษณ์เศษส่วน α/2π ได้รับการแกะสลักไว้บนยอดหลุมฝังศพของ Schwinger อีกด้วย
การเกิดขึ้นของทฤษฎี Quantum Electrodynamics นับเป็นทฤษฎีที่แม่นยำที่สุดในทางวิทยาศาสตร์และตอนนี้นับเป็นการทำนายครั้งที่ 5 สำหรับการคำนวณหาค่าของ δμ ของอิเล็กตรอนที่ได้รับการตรวจสอบการทดลองแล้วถึง 3 ส่วนใน 10¹³ โดยมีความสำคัญมากๆ ต่อการทำความเข้าใจในเรื่องเลเซอร์, การคำนวณเชิงควอนตัม, และสเปกโทรสโกปีของ Mössbauer อีกทั้งยังเป็นต้นแบบแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคมูลฐาน โดย Richard Feynman นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอเมริกันได้เรียกศาสตร์ Quantum Electrodynamics นี้ว่าเป็น “อัญมณีแห่งฟิสิกส์”

ชีวประวัติของ Julian Schwinger
- 2
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
